страница 1 ... страница 10 | страница 11 | страница 12 страница 13 страница 14
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. АППРОКСИМАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РБФ-СЕТИ
Цель работы: построение, обучение и использование нейронной РБФ-сети для описания свойств транзисторов интегральных схем.
Радиальные базисные нейронные сети эффективны тогда, когда имеется большое количество обучающих векторов.
Для создания сетей, используемых при аппроксимации экспериментальных данных, в пакете NNT имеются функции:
net=newrbe(P,T,SPREAD) – для радиальной базисной сети с нулевой ошибкой, число нейронов радиального слоя которой совпадает с числом образов входа. Входными аргументами являются массивы входных векторов P и целей T, а также параметр влияния SPREAD, значение которого устанавливается тем большее, чем больший диапазон входных значений должен быть принят во внимание;
net=newrb(P,T,GOAL,SPREAD) – для радиальной базисной сети с аналогичными входными аргументами и параметром GOAL, допустимой среднеквадратичной ошибкой сети;
net=newgrnn(P,T) – для обобщенно-регрессионной сети;
net=newpnn(P,T) – для вероятностной сети.
Количество нейронов скрытого слоя после задания входных аргументов можно вывести на экран, если использовать операторы:
net=newrb(P,T,GOAL,SPREAD);
disp(net.layers{1}.size)
Число входов нейронной сети определяется числом независимых переменных. Выходом сети, как правило, является скалярная величина – значение функции. В общем случае входные и выходные величины могут быть векторными. Если мерой отклонения служит средне-квадратичная ошибка, то полученная аналитическая зависимость называется линией регрессии.
Рассмотрим пример программы с комментариями, обеспечивающей создание, обучение и моделирование радиальной базисной сети для данных, аналогичных вариантам заданий, приведенным далее.
spread_constant = 50;
error_goal = 0.02;
P = [-100 -100 -100 -100 -100 -80 -80 -80 -80 -80 -60 -60 -60 -60 -60 -40 -40 -40 -40 -40 -20 -20 -20 -20 -20, 20 50 100 150 200 20 50 100 150 200 20 50 100 150 200 20 50 100 150 200 20 50 100 150 200];
T = [20.857 42.286 65.71 80.285 90.428 23.428 48.285 74.428 90.857 102.714 26 53.429 82.714 101.142 114 28.571 58.714 90.857 111.286 125.571 25.281 63.714 98.714 120.571 136.142];
net = newrb(P,T,error_goal,spread_constant);
disp(net.LW{2}); disp(net.b{2}); %Коэффициенты и смещение
temper= -100:5:-20; ibaza = 20:10:200;
for i =1:length(temper)
for j = 1:length(ibaza)
X = [temper(i) ibaza(j)]';
Y(i,j) = sim(net,X);
end;
end;
mesh(ibaza,temper,Y); %Вывод на экран поверхности
Варианты заданий [10].
Дано m измерений тока коллектора Iк транзистора интегральной схемы при n фиксированных температурах в зависимости от изменения тока базы Iб в заданных пределах. Построить математическую модель коэффициента передачи транзистора интегральной схемы  , определяющего его усилительные свойства, найдя зависимость Iк= f (Iб, Т).
Вариант 1, n = 5, m = 8
m12345678Iб, мкаIк, мкаТ = -100 С2061203020262735275098507253656683671001479513310412212115112615018713118114 9168165206173200214161219188206200250212Т = -80С2067243222293038305011059795871729075100166112145113134132164136150210155198160183179223187200246191240201226217270229Т = -60 С2072273624323141325011967876278779879100182127159120146141178147150231176216170202192242202200271216262214247233293247Т = -40 С20763138263434443550128769367848210585100198142170129156149191157150253196230183216203258216200297241279228264246312263Т = -20 С20803441283736483750135839872898711290100210154179138166159202166150269213243194229215274228200317261294243280261330278Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = -100 С, Т+ = -20 С;
Iб- = 20 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 2, n = 5, m = 7
m1234567Iб, мкаIк, мкаТ = -100 С20171724172122285034354935434456100525374646566861506366908079801042007174101928890117Т = -80 С2020202719232431504142554248486210063658469737295150778010287888711520087911151009998129Т = -60 С202323292621263450474860534652681007374938175791041509091113989496126200101104127110107107142Т = -40 С202626322328283750545465505856741008484100818985113150103104122102108103137200116118137116121116155Т = -20 С202929342530304050606070546260801009393107879591122150113115131109116111149200128130148125130124168
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = -100 С, Т+ = -20 С;
Iб- = 20 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 3, n = 5, m = 8
m12345678Iб, мкаIк, мкаТ = -100 С3017311421619021418521121050297205364320362315351348100471353542457509453474469150514410587485549487503500200533435610498567503516515Т = -80 С3019912521820823920123622650344221380343388338375366100508365554467524467488479150550422601498563501517511200570448624512582517529526Т = -60 С3022313624822325321725524350380237402359409358393381100530380559478536479498489150571435604508573512527521200591460626523592528540538Т = -40 С3025414226123527823126825650409246419372427371404393100547378569485547488504496150587441614516585621533528200608466636530604537546544Т = -20 С3027314827324629424328126850426154432382439381413402100557394576490554494510502150597447620521592527538534200617473643536611544552550
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = -100 С, Т+ = -20 С;
Iб- = 30 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 4, n = 5, m = 9
m123456789Iб, мкаIк, мкаТ = -100 С302310152410334123350351726401849102150100573349723777304279150724665945292495999200825677110631076572114Т = -80 С3027111627133551435504320294424531224541007041567949833449861508757741036810355681082001007086120831167283124Т = -60 С30321419291239615395049243448215914275910080496486429239559515010169841126011361771192001168499130731287893136Т = -40 С30361621311541617415056283753276215316310092576993559843631021501158092121771216888128200133961071419413788106146Т = -20 С3040182334164534194450623340573067563468100102667510062106956911015012891991308613112196137200147110116151105148139116158
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = -100 С, Т+ = -20 С;
Iб- = 30 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 5, n = 5, m = 7
m1234567Iб, мкаIк, мкаТ = -100 С10101012137865035295067334223100805513212211911352150144107200181197177127200195177261236267229191Т = -80 С101291315108850403861803748251009011014415110412365150163178214215155191149200228242280275249256222Т = -60 С101011161414131150413884875063331009872169168146146110150159182242239234217186200239264309305314280254Т = -40 С1014111918151313504449969967634110010694189187129146122150197200268264244227210200277294341335343300287Т = -20 С1016131421161214505449957253634110014015518319110278141150236203283287242175234200304324365371372323315
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = -100 С, Т+ = -20 С;
Iб- = 10 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 6, n = 2, m = 10
m12345678910Iб, мкаIк, мкаТ = 25 С3031135127430627432828330230329350453484403456400462409423423420100570583509585500566509514514522150611619543630532604543545544556200633639560654549625560561559575Т =125 С3033231326531728334529831730430650448392363438389456404421402413100549468458551485555501512490509150592500496597522496539547524548200617519518623542621560568543571
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = 25 С, Т+ = 125 С;
Iб- = 30 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 7, n = 2, m = 8
M12345678Iб, мкаIк, мкаТ = -100 С3017311421619021418521121050297205364320362315351348100471353542457509453474469150514410587485549487503500200533435610498567503516515Т = -20 С3027314827324629424328126850426254432382439381413402100557394576490554494510502150597447620521592527536534200617473643536611544552550
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = -100 С, Т+ = -20 С;
Iб- = 30 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 8, n = 2, m = 9
m123456789Iб, мкаIк, мкаТ = 25 С3049264622515553275450764575417982804982100126881308512912912796132150159121168116163160158132166200183145194138188182179157190Т =125 С3071446945707370537350109751097710710910591113100177137181142174172167163182150222182230186219213207213227200254214264219252241235247260
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = 25С, Т+ = 125С;
Iб- = 30 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 9, n = 2, m = 9
m123456789Iб, мкаIк, мкаТ =- 100 С302310152410334123350351726401849102150100573349723777304279150724665945294495999200825677110631076572114Т =-20 С3040182334164534194450623340573067563468100102667510062106956911015012891991308613112196137200147110116151105148139116158
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = -100 С, Т+ = -20 С;
Iб- = 30 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 10, n = 2, m = 7
m1234567Iб, мкаIк, мкаТ = 25 С10111524212320165041751386096974910075207262226251207166150200314365362366309299200381397416451423390391Т = 125 С102021412327252750143158210148168137127100315319364364365315322150425411418458427419407200261439437484448451431
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = 25 С, Т+ = 125 С;
Iб- = 10 мка, Iб+ = 200 мка.
Вариант 11, n = 2, m = 7
m1234567Iб, мкаIк, мкаТ = -100 С10101012137865035295067334223100805513212211911352150144107200181197177127200195177261236267229191Т = -20 С1016131421161214505449957253634110014015518319110278141150236203283287242175234200304324365371372323315
Для построения математической модели выбрать уровни:
Т- = -100 С, Т+ = -20 С;
Iб- = 10 мка, Iб+ = 200 мка.
Порядок выполнения работы:
-
Изучить с помощью help функции newrb, newgrnn, newpnn, sim;
-
Ознакомиться с demorb1, demorb3, demorb4 в MATLAB\ toolbox\nnet\nndemos или MATLAB\toolbox\nnet\nnet.
-
Построить и сравнить нейронные сети, аппроксимирующие функцию двух переменных, значения которой в обучающих наборах вычисляются как средние значения по параллельным измерениям, используя встроенные в NNT функции newrb, newgrnn, newpnn.
-
Проанализировать работу сетей на контрольном множестве при различной величине параметра влияния spread и средней квадратичной погрешности goal.
Форма отчета:
-
Описание архитектуры сетей с указанием параметров.
-
Листинги программ с комментариями.
-
Результаты аппроксимации и обоснование правильности определения параметров сети.
-
Графики поверхностей коэффициента передачи транзистора
интегральной схемы.
страница 1 ... страница 10 | страница 11 | страница 12 страница 13 страница 14
|